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第1节 激素与内分泌系统
人教版 选择性必修1
第1课时 激素的发现、激素研究的实例
1.通过促胰液素的发现史，能说出动物的激素调节。
2.通过分析激素研究的实例，能阐明研究内分泌腺和激素功能的基本方法。
我想打点生长激素！
2022年中国居民平均身高（18-44岁）男性174cm，女性161.4cm，侏儒症患者成年一般身高在120cm内，症状是生长迟缓，身材矮小，病因是患者幼年时生长激素分泌不足。
讨论：
1.如果在侏儒症患者成年时给他们注射生长激素，他们的症状能缓解吗？为什么？
不能，生长激素促进身高生长主要在儿童期和青少年时期，成年人骨干和骨端之间的软骨组织已经生成骨组织，骨不再生长。
2.有的青少年觉得自己长得不够高，想去注射生长激素。你赞同这种想法吗？
不赞同，人的身高生长受多种因素影响，如遗传、营养、运动和激素调节等。青少年身高不理想的原因，需通过医院医生严格全面检查和分析才能确定，是否需要注射生长激素治疗应听从医生的建议。
什么是激素，它是怎么被发现的呢？
在20世纪之前，激素这一概念没有被提出，学术界普遍认为，人和动物的一切生理活动都是由神经系统调节的。
【事实与问题】胰腺能分泌胰液。胰液通过导管注入小肠，其中的酶用来消化食物。胰液的分泌是如何调节的呢？
一、激素的发现
在 19 世纪，学术界普遍认为，胃酸（主要成分为盐酸）刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。
【思考1】1.如果胰液的分泌是神经调节的，那么该反射的感受器与效应器分布在哪里？尝试写下该反射的反射弧及过程。
HCl
HCl
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1. 法国科学家沃泰默的实验
稀盐酸
狗的上段小肠肠腔
胰腺分泌胰液
注入
结果
如何进一步证明胰液分泌就是由神经调控的呢？
切除支配这段小肠的神经，重复上述操作。假如重复操作后，胰腺不再分泌胰液则足以说明胰液的分泌就是由神经调控。
促胰液素的发现
思考·讨论
注入
狗的上段小肠肠腔
稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
注入
狗的血液中
稀盐酸
结果
胰腺不分泌胰液
注入
狗的上段小肠肠腔
稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
切除通向该段小肠的神经，只留下血管
①
②
③
沃泰默的实验结论：
① 机体通过神经调节胰液的分泌；
② 机体支配小肠的神经是十分微小、难以切除。
2. 英国科学家斯他林和贝利斯的实验
猜想：
存在有一种不依赖神经的调节方式，调控胰腺分泌胰液，并且推测这种调节方式是通过化学物质进行的。
新的假设：
小肠黏膜细胞在受到盐酸刺激之后，会产生一种化学物质，这种物质通过血液进入胰腺，刺激胰腺引起胰液的分泌。
设计实验证明
小肠黏膜细胞在受到盐酸刺激之后，会产生一种化学物质，这种物质通过血液进入胰腺，刺激胰腺引起胰液的分泌。
小肠黏膜+稀盐酸
制成提取液
狗的静脉
磨碎
注入
结果
胰腺分泌胰液
新的假设：
新的实验
化学物质
进入血液
刺激胰腺
结论：存在一种独立于神经调节的方式，通过化学物质对胰腺分泌胰液进行调节
激素
【思考2】该实验设计是否严谨？
促胰液素——人们发现的第一种激素
研磨
提取液
狗的小肠黏膜研磨液+稀盐酸
结果
胰腺分泌胰液
注射
狗静脉
对照：
注入
狗静脉
稀盐酸
结果
胰腺不分泌胰液
小肠黏膜研磨液
研磨
提取液
结果
胰腺不分泌胰液
注射
狗静脉
【讨论1】斯他林和贝利斯的实验比沃泰默实验的巧妙之处在哪里？
彻底排除了神经调节对实验结果的干扰。
研究表明，胰液的分泌受神经和体液的双重调节，但以体液调节为主
【思考3】尝试写下促胰液素调节过程
稀盐酸
小肠神经
传入神经
神经中枢
传出神经
胰 腺
胰 液
促胰液素
血液循环
小肠黏膜
神经调节
激素调节
稀盐酸
小肠神经
传入神经
神经中枢
传出神经
胰 腺
胰 液
促胰液素
血液循环
小肠黏膜
神经调节
激素调节
【讨论2】促胰液素调节胰液分泌的方式与神经调节的方式有哪些不同？
神经调节通过反射弧实现，在促胰液素调节胰液分泌时，促胰液素通过血液运输到达胰腺，引起胰腺分泌。
巴甫洛夫对学生深表遗憾地说：自然，人家是对的，很明显，我们失去了一个发现真理的机会！
他和他的学生们在消化腺的神经调节方面做了大量研究，他们也曾认为小肠中盐酸导致胰液分泌属于反射。斯他林和贝利斯的发现与他们的结论大相径庭，于是他们重复做了实验，结果却与贝利斯和斯他林的一模一样。
俄国生理学家巴甫洛夫（LP. Pavlov，1849-1936）是近代消化生理学的奠基人、诺贝尔奖获得者。
3.巴甫洛夫的感慨
【讨论3】“机遇只偏爱那种有准备的头脑”。是什么因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机遇呢？
敢于质疑，大胆提出新假设，巧妙设计实验验证假设。
分泌物经由导管而流出体外或流到消化腔的,如汗腺、唾液腺、胃腺、肠腺、皮脂腺、泪腺等。
没有导管的腺体，其分泌物——激素直接进入腺体内的毛细血管，并随血液循环输送到全身各处，如垂体、甲状腺等。
外分泌腺
内分泌腺
胰腺是一种特殊的腺体，分为外分泌部和内分泌部。其外分泌部可以分泌消化液（胰液），内分泌部（胰岛）可以分泌胰岛素和胰高血糖素。
由内分泌器官或细胞分泌的化学物质---激素进行调节的方式，就是激素调节
由内分泌器官或细胞分泌的化学物质---激素进行调节的方式，就是激素调节
激素调节
分泌
血液运输
作出
内分泌器官
内分泌细胞
激素
靶器官
反应
小肠黏膜上的内分泌细胞，下丘脑中的某些神经细胞，也有内分泌功能
人们是如何寻找激素的呢？
1
如何确定它的分泌部位的？
2
如何确定它的调节作用呢？
3
自从促胰液素被发现，激素概念提出后，世界上就出现了一个寻找激素的热潮。但激素的分泌悄无声息，它们直接进入血液周游全身，难以收集和分离。
胰管
腺泡细胞
胰岛
胰腺
血管
糖尿病的症状：吃得多、喝得多、尿得多，体重轻
1869年，研究者发现了胰腺中的胰岛，但对它的作用一无所知。
科学事实：1889年，科学家无意中发现，切除胰腺的狗会患上与糖尿病类似的病。
作出判断：糖尿病与胰腺有关。
提出假说：胰腺能分泌某种抗糖尿病的激素。
验证假说：制备胰腺提取物，注射给因摘除胰腺而患实验性糖尿病的狗。
科学家试图向实验性糖尿病狗注射胰腺提取物来证明胰岛素的存在，但收效甚微。这是为什么呢？
胰岛素的化学本质为蛋白质，而胰腺的腺泡中含有多种蛋白酶，直接制备胰腺提取物，胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解
二、激素研究的实例
1.胰岛素的发现
任务一：阅读教材P46关于胰岛素的发现历史，以时间轴的形式将探索历程绘制出来。
1869
1889
1916
1889-1920
1921
发现并命
名“胰岛”
提出假说：胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质。
胰腺
胰岛
将胰岛分泌的这种与糖尿病有关的物质命名为“胰岛素”
制备胰腺提取物，然后注射给由胰腺受损诱发糖尿病的狗或糖尿病患者，但都收效甚微。”
提取胰岛素的方法：结扎狗的胰管，提取萎缩的胰腺提取液。
班廷和贝斯特
结扎一只狗的胰管
摘除另一只狗的胰腺
萎缩胰腺的提取液
糖尿病
模型
血糖含量
测定
制备
构建
注 射
任务二：用流程图将班廷和助手贝斯特的实验设计思路梳理出来：
班廷和贝斯特进行实验。随后与生化学家合作通过抑制胰蛋白酶活性，直接提取到正常胰腺中的胰岛素。用于治疗糖尿病患者，效果很好。
结论：通过结扎胰腺导管，使胰腺萎缩丧失分泌胰蛋白酶的功能，但胰岛仍正常，由此证明胰岛素是由胰岛分泌的。
结果：血糖恢复正常
胰岛素的化学本质为蛋白质，胰腺的腺泡中含有多种蛋白酶，直接制备胰腺提取物，胰岛素被胰腺分泌的胰蛋白酶分解，故难以获得预期结果。
讨论1：科学家试图通过实验证明胰腺中分泌物的存在，从结构的角度说说为什么会收效甚微？
胰腺
腺泡
胰岛细胞
（内分泌细胞）
腺泡
（外分泌腺）
胰岛素、
胰高血糖素
胰液（含多种蛋白酶）
2.睾丸分泌雄激素的研究
若要证实雄激素（睾酮）是公鸡的睾丸分泌的，如何设计实验方案？
实验：
公鸡摘除睾丸
雄性性征明显消失
睾丸重新移植回去
雄性特征逐步恢复
正常的公鸡
阉割后的公鸡
重新移植的公鸡
科学家从动物睾丸中提取睾酮，证实睾酮就是睾丸分泌的雄性激素。
讨论2：分析以上两个实例哪些处理用到了“减法原理”或“加法原理”。
研究实例 变量处理 实验结果 原理应用
胰岛素的 发现 摘除狗的胰腺 造成实验性糖尿病 减法原理
__________________________________ ___________________ _________
睾丸分泌雄激素的研究 摘除睾丸 __________________ 减法原理
__________ _________________ _________
给予注射从萎缩胰腺中提取的提取物
病狗的血糖恢复正常
加法原理
雄性性征明显消失
雄性性征逐渐恢复
移植睾丸
加法原理
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
与常态比较，人为减少某种影响因素的称为“减法原理”。
讨论3：从教材P46-47两个研究激素实例，你能归纳出研究一种内分泌腺及其分泌激素功能（或部位）的一般思路吗？
推知相应激素生理功能
一般思路：
某种方法处理实验动物
出现相应病理症状
添加某激素后恢复正常
减法
加法
器官层面
物质（激素）层面
基因层面
酶层面
可用摘除法
注射或饲喂激素抑制剂
基因敲除或抑制表达
激素合成酶抑制剂
移植腺体
注射或饲喂激素
提高基因表达水平
增强受体活性或受体量
激素
激素调节
研究实例
胰岛素
雄激素
发现过程
沃泰默
斯他林和贝利斯
巴甫洛夫
多种
+内分泌细胞
分泌
内分泌腺
有导管
无导管
外分泌腺
内分泌系统
1.下面是与促胰液素发现有关的4个实验，对实验的分析，错误的是( )
①稀盐酸注入小肠肠腔→胰腺分泌胰液；
②稀盐酸注入静脉→胰腺不分泌胰液；
③稀盐酸注入小肠肠腔(去除神经)→胰腺分泌胰液；
④小肠黏膜＋稀盐酸研磨制成提取液，注入静脉→胰腺分泌胰液
A.促胰液素由垂体分泌，作用的靶器官是胰腺
B.胰液的分泌受激素的调节
C.①与③组成的对照实验中，自变量为是否有神经
D.在稀盐酸刺激下,小肠黏膜产生的物质可通过血液运输来调节胰液的分泌
A
2．切除健康狗的胰脏，2天后狗出现糖尿病的一切症状。随后连续给其注射一定量溶于生理盐水的胰岛素，发现其血糖含量恢复正常。由此推测，胰岛素能降低血糖浓度。为了证明这一推论，下列最适宜作为对照组的是(　　)
A．既不切除健康狗的胰脏，又不注射胰岛素
B．用溶解于蒸馏水的胰岛素溶液进行注射
C．切除健康狗体内的胰脏2天后，只注射等量的生理盐水
D．将健康狗体内摘除的胰脏制成提取液，注射给切除胰脏的狗
C

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